Proposition de stage de M2 (géomicrobiologie) Paris/Orsay

Fossilisation des microorganismes eucaryotes dans des tapis microbiens calcifiants

Pendant la plupart de son histoire et jusqu’à l’explosion Cambrienne il y a ~500 millions d’années, la vie sur Terre était cantonnée au monde microbien. Ces organismes s’organisaient souvent en tapis microbiens complexes, parfois calcifiants, qui ont laissé des traces sous la forme de stromatolites ou, de manière plus générale, microbialites fossiles. La détection des microfossiles ou d’autres signatures clairement biogéniques (empreintes, macromolécules organiques complexes, biominéraux) dans des stromatolites fossiles et leur attribution à des lignées spécifiques serait très utile pour démontrer l’existence et dater l’origine de telles lignées au cours de l’évolution. Une approche complémentaire à l’observation des fossiles anciens à la recherche de traces biogéniques consiste à observer des phénomènes de fossilisation récente dans des systèmes naturels afin de comprendre quel type de traces peuvent laisser les différents types d’organismes, quelle est leur devenir au cours de la fossilisation et si elles sont diagnostiques ou pas des taxons spécifiques. Au cours des analyses minéralogiques et microbiologiques des microbialites actuels du lac alcalin d’Alchichica, nous avons mis en évidence des processus de fossilisation en cours de certaines cyanobactéries. Si ces d’observations sur des bactéries en milieu naturel ou in vitro sont utiles, on a beaucoup moins de données sur le processus de fossilisation des microorganismes eucaryotes (protistes). Pourtant, pouvoir dater l’apparition des différentes lignées de protistes dans le registre fossile serait essentiel pour pouvoir valider des hypothèses sur la date d’apparition de ce domaine du vivant et sur la diversification et l’histoire évolutive des grandes lignées eucaryotes. Dans ce stage, nous proposons d’examiner les premières étapes du processus de fossilisation de microorganismes eucaryotes dans des microbialites des lacs de cratère possédant des caractéristiques physico-chimiques différentes qui ont été récoltés récemment au Mexique et dans des tapis microbiens légèrement calcifiants. Un suivi spécifique sera mené sur des eucaryotes possédant des squelettes externes avec des chimies très contrastées : des diatomées à squelette siliceux et des protistes à squelette carbonatée (e.g. amibes à thèque). Le candidat devra faire des observations en microscopie électronique (balayage et transmission) et confocale à balayage laser afin de décrire le processus éventuel de fossilisation et/ou dégradation en fonction de la profondeur des microbialites et tapis microbiens. Ces données seront corrélées à travers des analyses statistiques multivariés avec des données en cours d’obtention sur i) la chimie de l’eau et ii) la diversité eucaryote détectée dans chaque échantillon par séquençage à haut débit des fragments de gènes marqueurs. Le candidat sera familiarisé avec des méthodes observationnelles de haute résolution (microscopies électroniques à balayage et à transmission, microscopie confocale) et avec des méthodes moléculaires de caractérisation de la diversité et d’analyse de séquences. Ce travail pourra être suivi d’une thèse.

Responsables de stage : Karim Benzerara et Purificación López-García

Lieu de stage : Equipes « Géobiologie », Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie, Université Pierre et Marie Curie, T 22-23, 5 eme étage, 75005 Paris, et « Diversité et évolution microbiennes », Unité d’Ecologie, Systématique et Evolution, Université Paris-Sud, bâtiment 360, 91405 Orsay cedex; Tél : 01 69 15 76 08

Pour toute demande d’information complémentaire et pour les candidatures :

Contact : puri.lopez@u-psud.fr; karim.benzerara@impmc.jussieu.fr